本發(fā)明涉及智能交通、車聯(lián)網(wǎng)和交通安全領(lǐng)域，具體涉及一種面向使用手機(jī)行人的交通安全預(yù)警系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在無信號控制交叉口或路段人行橫道，駕駛員和行人經(jīng)常因?yàn)檎`解雙方意圖、錯誤估計(jì)雙方速度和距離而發(fā)生交通事故，更為嚴(yán)重的是，在無信號控制交叉口何路段人行橫道上，使用手機(jī)的行人越來越多，而相關(guān)研究表明，行人在過馬路時使用手機(jī)會分散行人注意力，忽視道路和車輛情況，有突發(fā)意外時，往往會錯過最佳反應(yīng)時間，這使得因?yàn)槭褂檬謾C(jī)而發(fā)生的行人交通事故占行人事故總數(shù)的比例逐年增加。道路交通相關(guān)法規(guī)嚴(yán)禁駕駛員開車使用手機(jī)，但并未對行人使用手機(jī)有明確要求，上述情況給無信號控制交叉口和路段人行橫道的行人安全帶來了極大的挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種面向使用手機(jī)行人的交通安全預(yù)警系統(tǒng)和方法，從而提高使用手機(jī)行人的過街安全。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：一種面向使用手機(jī)行人的交通安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：它包括：

設(shè)置在行人手機(jī)中的移動終端，用于檢測行人手機(jī)是否處于使用狀態(tài)，并向所處輻射區(qū)域內(nèi)的路側(cè)單元報告行人動態(tài)信息，接收路側(cè)單元發(fā)送的預(yù)警指令，并發(fā)出提示信號；

設(shè)置在車輛中的車載單元，用于記錄車輛動態(tài)信息，并實(shí)時傳輸給所處輻射區(qū)域內(nèi)的路側(cè)單元，接收路側(cè)單元發(fā)送的預(yù)警指令，并發(fā)出提示信號；

設(shè)置在人行橫道上的人行橫道警示燈，用于在接收到路側(cè)單元發(fā)送的預(yù)警指令時，發(fā)出警示光；

設(shè)置在交叉口和路段人行橫道路邊的路側(cè)單元，用于根據(jù)所處輻射區(qū)域內(nèi)所有移動終端發(fā)送的行人動態(tài)信息、以及所有車載單元發(fā)送的車輛動態(tài)信息，分析車輛與行人是否會發(fā)生沖突，并向有可能發(fā)生沖突的行人的移動終端和車輛的車載單元、以及人行橫道警示燈發(fā)送預(yù)警指令。

按上述方案，所述的路側(cè)單元包括：

傳感監(jiān)控模塊，用于檢測使用手機(jī)的行人和車輛是否進(jìn)入所處輻射區(qū)域；

信息采集及處理模塊，用于根據(jù)所處輻射區(qū)域內(nèi)所有行人動態(tài)信息和車輛動態(tài)信息，分析車輛與行人是否會發(fā)生沖突，當(dāng)會發(fā)生沖突時產(chǎn)生預(yù)警指令；

無線傳輸模塊，用于與所處輻射區(qū)域內(nèi)的移動終端、車載單元和人行橫道警示燈進(jìn)行信息收發(fā)。

按上述方案，所述的車載單元包括：

信息采集模塊，用于獲得車輛實(shí)時動態(tài)信息，包括車輛時速、車輛所在行駛方向、車輛所在車道位置和與人行橫道的距離；

信息處理模塊，用于收集車輛實(shí)時動態(tài)信息并發(fā)出，接收并執(zhí)行預(yù)警指令；

無線傳輸模塊，用于與路側(cè)單元進(jìn)行信息收發(fā)。

按上述方案，所述的移動終端包括：

信息獲取模塊，用于與手機(jī)自帶的定位模塊建立聯(lián)系，判斷行人是否使用手機(jī)，獲得使用手機(jī)的行人的實(shí)時動態(tài)信息，包括步行速度、行人運(yùn)動方向和行人所在車道位置；

信息處理執(zhí)行模塊，用于收集使用手機(jī)的行人的實(shí)時動態(tài)信息并發(fā)出，接收并執(zhí)行預(yù)警指令；

無線傳輸模塊，用于與路側(cè)單元進(jìn)行信息收發(fā)。

按上述方案，所述的人行橫道警示燈包括：

儲能式發(fā)光模塊，用于在收到預(yù)警指令后發(fā)出警示光；

無線傳輸模塊，用于與路側(cè)單元進(jìn)行信息收發(fā)。

按上述方案，所述的路側(cè)單元具體通過以下方式分析車輛與行人是否會發(fā)生沖突：

以行人為原點(diǎn)，行人行進(jìn)方向?yàn)閤軸、與x軸垂直的方向?yàn)閥軸建立坐標(biāo)系，根據(jù)行人動態(tài)信息和車輛動態(tài)信息，計(jì)算行人與車輛的碰撞預(yù)計(jì)時間l為車輛和行人的直線距離，vc為車輛移動速度，vr為行人移動速度，α為車輛與行人連接線與x軸的夾角，β為車輛與行人行進(jìn)方向的夾角；

根據(jù)車輛實(shí)時動態(tài)信息，計(jì)算車輛所需避碰反應(yīng)時間t1為駕駛員反應(yīng)時間，t2為駕駛員踩剎車至剎車開始作用的時間，t3為剎車作用力增長到最大所需時間，v0為車輛初速度，amax為車輛最大減速度；

設(shè)安全程度se＝tc/tb，若se>1.5，則行人與車輛沒用沖突，處于安全狀態(tài)；若1<se<1.5，則行人與車輛存在沖突。

按上述方案，所述的人行橫道警示燈安裝于車輛駛來方向距離人行橫道邊緣線0.5米處，且為分段式布置，每條車道布置一段，每一段人行橫道警示燈分別由路側(cè)單元單獨(dú)控制。

利用所述的面向使用手機(jī)行人的交通安全預(yù)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的預(yù)警方法，其特征在于：它包括以下步驟：

s1、設(shè)置在行人手機(jī)中的移動終端檢測行人手機(jī)是否處于使用狀態(tài)，并向所處輻射區(qū)域內(nèi)的路側(cè)單元報告行人動態(tài)信息；

設(shè)置在車輛中的車載單元記錄車輛動態(tài)信息，并實(shí)時傳輸給所處輻射區(qū)域內(nèi)的路側(cè)單元；

s2、設(shè)置在交叉口和路段人行橫道路邊的路側(cè)單元根據(jù)所處輻射區(qū)域內(nèi)所有移動終端發(fā)送的行人動態(tài)信息、以及所有車載單元發(fā)送的車輛動態(tài)信息，分析車輛與行人是否會發(fā)生沖突；

s3、當(dāng)有可能發(fā)生沖突時，路側(cè)單元向行人的移動終端和車輛的車載單元、以及人行橫道警示燈發(fā)送預(yù)警指令；

s4、移動終端接收預(yù)警指令后提示行人；車載單元接收預(yù)警指令后提示駕駛員；設(shè)置在人行橫道上的人行橫道警示燈接收預(yù)警指令后發(fā)出警示光。

按上述方法，所述的s2路側(cè)單元具體通過以下方式分析車輛與行人是否會發(fā)生沖突：

以行人為原點(diǎn)，行人行進(jìn)方向?yàn)閤軸、與x軸垂直的方向?yàn)閥軸建立坐標(biāo)系，根據(jù)行人動態(tài)信息和車輛動態(tài)信息，計(jì)算行人與車輛的碰撞預(yù)計(jì)時間l為車輛和行人的直線距離，vc為車輛移動速度，vr為行人移動速度，α為車輛與行人連接線與x軸的夾角，β為車輛與行人行進(jìn)方向的夾角；

根據(jù)車輛實(shí)時動態(tài)信息，計(jì)算車輛所需避碰反應(yīng)時間t1為駕駛員反應(yīng)時間，t2為駕駛員踩剎車至剎車開始作用的時間，t3為剎車作用力增長到最大所需時間，v0為車輛初速度，amax為車輛最大減速度；

設(shè)安全程度se＝tc/tb，若se>1.5，則行人與車輛沒用沖突，處于安全狀態(tài)；若1<se<1.5，則行人與車輛存在沖突。

本發(fā)明的有益效果為：在無信號控制交叉口和路段人行橫道安裝本發(fā)明系統(tǒng)，可以安全高效的實(shí)現(xiàn)駕駛員與過街行人的信息共享，建立統(tǒng)一的安全預(yù)警評判標(biāo)準(zhǔn)，可以彌補(bǔ)駕駛員和行人感官差異可能帶來的危險，從而提高使用手機(jī)行人的過街安全；信息經(jīng)過處理后可以快速發(fā)送給駕駛員以及行人，便于其在接收到預(yù)警信息后有更充足的時間采取相應(yīng)的安全措施。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例應(yīng)用的道路實(shí)景示意圖。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的方法流程圖。

圖中：1-路側(cè)單元，2-車載單元，3-移動終端，4-人行橫道警示燈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)例和附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

智能交通的快速發(fā)展，為解決交通問題提供了技術(shù)手段，其中的車路協(xié)同技術(shù)已經(jīng)成為目前國際智能交通領(lǐng)域的熱門技術(shù)和研究焦點(diǎn)，歐美國家也取得了階段性的研究成果。車路協(xié)同是采用先進(jìn)的無線通信和新一代互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，全方位實(shí)施車車、車路動態(tài)實(shí)時信息交互，并在全時空動態(tài)交通信息采集與融合的基礎(chǔ)上開展車輛主動安全控制和道路協(xié)同管理，充分實(shí)現(xiàn)人車路的有效協(xié)同，從而形成安全、高效和環(huán)保的道路交通系統(tǒng)。車路協(xié)同的多方實(shí)時動態(tài)信息交互的特點(diǎn)為解決手機(jī)低頭族過街安全問題奠定了基礎(chǔ)。

本發(fā)明提供一種面向使用手機(jī)行人的交通安全預(yù)警系統(tǒng)，如圖1和圖2所示，它包括：設(shè)置在行人手機(jī)中的移動終端3，用于檢測行人手機(jī)是否處于使用狀態(tài)，并向所處輻射區(qū)域內(nèi)的路側(cè)單元1報告行人動態(tài)信息，接收路側(cè)單元1發(fā)送的預(yù)警指令，并發(fā)出提示信號；設(shè)置在車輛中的車載單元2，用于記錄車輛動態(tài)信息，并實(shí)時傳輸給所處輻射區(qū)域內(nèi)的路側(cè)單元1，接收路側(cè)單元1發(fā)送的預(yù)警指令，并發(fā)出提示信號；設(shè)置在人行橫道上的人行橫道警示燈4，用于在接收到路側(cè)單元1發(fā)送的預(yù)警指令時，發(fā)出警示光；設(shè)置在交叉口和路段人行橫道路邊的路側(cè)單元，用于根據(jù)所處輻射區(qū)域內(nèi)所有移動終端發(fā)送的行人動態(tài)信息、以及所有車載單元2發(fā)送的車輛動態(tài)信息，分析車輛與行人是否會發(fā)生沖突，并向有可能發(fā)生沖突的行人的移動終端3和車輛的車載單元2、以及人行橫道警示燈4發(fā)送預(yù)警指令。

所述的路側(cè)單元包括：傳感監(jiān)控模塊，用于檢測使用手機(jī)的行人和車輛是否進(jìn)入所處輻射區(qū)域；信息采集及處理模塊，用于根據(jù)所處輻射區(qū)域內(nèi)所有行人動態(tài)信息和車輛動態(tài)信息，分析車輛與行人是否會發(fā)生沖突，當(dāng)會發(fā)生沖突時產(chǎn)生預(yù)警指令；無線傳輸模塊，用于與所處輻射區(qū)域內(nèi)的移動終端、車載單元和人行橫道警示燈進(jìn)行信息收發(fā)。

所述的車載單元包括：信息采集模塊，用于獲得車輛實(shí)時動態(tài)信息，包括車輛時速、車輛所在行駛方向、車輛所在車道位置和與人行橫道的距離；信息處理模塊，用于收集車輛實(shí)時動態(tài)信息并發(fā)出，接收并執(zhí)行預(yù)警指令；無線傳輸模塊，用于與路側(cè)單元進(jìn)行信息收發(fā)。

所述的移動終端包括：信息獲取模塊，用于與手機(jī)自帶的定位模塊建立聯(lián)系，判斷行人是否使用手機(jī)，獲得使用手機(jī)的行人的實(shí)時動態(tài)信息，包括步行速度、行人運(yùn)動方向和行人所在車道位置；信息處理執(zhí)行模塊，用于收集使用手機(jī)的行人的實(shí)時動態(tài)信息并發(fā)出，接收并執(zhí)行預(yù)警指令；無線傳輸模塊，用于與路側(cè)單元進(jìn)行信息收發(fā)。

所述的人行橫道警示燈包括：儲能式發(fā)光模塊，用于在收到預(yù)警指令后發(fā)出警示光；無線傳輸模塊，用于與路側(cè)單元進(jìn)行信息收發(fā)。所述的人行橫道警示燈安裝于車輛駛來方向距離人行橫道邊緣線0.5米處，且為分段式布置，每條車道布置一段，每一段人行橫道警示燈分別由路側(cè)單元單獨(dú)控制。

所述的路側(cè)單元具體通過以下方式分析車輛與行人是否會發(fā)生沖突：

以行人為原點(diǎn)，行人行進(jìn)方向?yàn)閤軸、與x軸垂直的方向?yàn)閥軸建立坐標(biāo)系，根據(jù)行人動態(tài)信息和車輛動態(tài)信息，計(jì)算行人與車輛的碰撞預(yù)計(jì)時間l為車輛和行人的直線距離，vc為車輛移動速度，vr為行人移動速度，α為車輛與行人連接線與x軸的夾角，β為車輛與行人行進(jìn)方向的夾角；

根據(jù)車輛實(shí)時動態(tài)信息，計(jì)算車輛所需避碰反應(yīng)時間t1為駕駛員反應(yīng)時間，t2為駕駛員踩剎車至剎車開始作用的時間，t3為剎車作用力增長到最大所需時間，v0為車輛初速度，amax為車輛最大減速度；

設(shè)安全程度se＝tc/tb，若se>1.5，則行人與車輛沒用沖突，處于安全狀態(tài)；若1<se<1.5，則行人與車輛存在沖突。

利用所述的面向使用手機(jī)行人的交通安全預(yù)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的預(yù)警方法，如圖3所示，它包括以下步驟：

s1、設(shè)置在行人手機(jī)中的移動終端檢測行人手機(jī)是否處于使用狀態(tài)，并向所處輻射區(qū)域內(nèi)的路側(cè)單元報告行人動態(tài)信息；設(shè)置在車輛中的車載單元記錄車輛動態(tài)信息，并實(shí)時傳輸給所處輻射區(qū)域內(nèi)的路側(cè)單元。

s2、設(shè)置在交叉口和路段人行橫道路邊的路側(cè)單元根據(jù)所處輻射區(qū)域內(nèi)所有移動終端發(fā)送的行人動態(tài)信息、以及所有車載單元發(fā)送的車輛動態(tài)信息，分析車輛與行人是否會發(fā)生沖突。具體通過以下方式分析車輛與行人是否會發(fā)生沖突：

以行人為原點(diǎn)，行人行進(jìn)方向?yàn)閤軸、與x軸垂直的方向?yàn)閥軸建立坐標(biāo)系，根據(jù)行人動態(tài)信息和車輛動態(tài)信息，計(jì)算行人與車輛的碰撞預(yù)計(jì)時間l為車輛和行人的直線距離，vc為車輛移動速度，vr為行人移動速度，α為車輛與行人連接線與x軸的夾角，β為車輛與行人行進(jìn)方向的夾角；

根據(jù)車輛實(shí)時動態(tài)信息，計(jì)算車輛所需避碰反應(yīng)時間t1為駕駛員反應(yīng)時間，t2為駕駛員踩剎車至剎車開始作用的時間，t3為剎車作用力增長到最大所需時間，v0為車輛初速度，amax為車輛最大減速度；

設(shè)安全程度se＝tc/tb，若se>1.5，則行人與車輛沒用沖突，處于安全狀態(tài)；若1<se<1.5，則行人與車輛存在沖突。

s3、當(dāng)有可能發(fā)生沖突時，路側(cè)單元向行人的移動終端和車輛的車載單元、以及人行橫道警示燈發(fā)送預(yù)警指令。

s4、移動終端接收預(yù)警指令后提示行人，可以通過語音和振動的方式提醒行人采取安全措施、避免沖突；車載單元接收預(yù)警指令后提示駕駛員，可以通過語音及畫面信息提示駕駛員采取安全措施、避免沖突，例如提示“前方行人過街，減速慢行”；設(shè)置在人行橫道上的人行橫道警示燈接收預(yù)警指令后發(fā)出警示光，通過發(fā)光方式提醒駕駛員該車道有行人過街。

進(jìn)一步地，所述的路側(cè)單元、車載單元、手機(jī)終端和人行橫道警示燈之間的通信采用4g、5g移動通信或dsrc專用短程通信方式。

以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想和特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。所以，凡依據(jù)本發(fā)明所揭示的原理、設(shè)計(jì)思路所作的等同變化或修飾，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。